滇中“三湖流域”土地利用景觀格局與水質變化關系研究

祁蘭蘭,王金亮,葉 輝,朱 泓

(1.云南師范大學 地理學部,昆明 650500;2.云南省高校資源與環境遙感重點實驗室, 昆明 650500;3.云南省地理空間信息工程技術研究中心,昆明 650500)

水資源是支撐社會經濟發展的戰略性資源，對于維持生態社會經濟系統的可持續發展至關重要[1-2]。近幾十年，隨著人類活動的擴大，城鎮化進程的加快，河流湖泊的水質惡化成為影響生態文明建設的主要制約因素[3]。人為活動改變了土地利用方式和自然景觀格局，土地利用在污染物產生，遷移和轉化過程中起著重要作用[4]，而景觀格局控制著一個流域的各種生物地球化學和物理過程，景觀格局的變化會引起許多水文過程，如地表徑流、地球化學循環等，會導致大量污染物進入水體，因此，土地利用和景觀格局的變化是影響水質的重要驅動因素[5-6]。探討土地利用和景觀格局與湖泊水質之間的關系，不僅可以為流域的景觀格局規劃提供參考，也對流域水資源可持續利用及識別水質的主要威脅具有重要意義。

針對土地利用景觀格局與水環境質量的關系，相關學者進行了很多研究。自20世紀70年代以來，土地利用/覆被與水質的空間耦合關系就是早期研究的重點[7]。不合理的人類活動通常會改變地表特征，產生污染，增加污染物負荷[8]。強烈的農業活動與快速的城市化進程增加了污染物入湖、入河的數量，進一步惡化了水質。農業生產過程中，化肥農藥的使用引起的非點源污染是水環境污染的重要來源[9]，農業用地面積占比與水質呈顯著正相關[10]。城市化進程中過多的人造地表改變了徑流方式，導致污染物無法被截留、吸收，直接進入水體，進而對水質產生負面影響[11]。林草地對污染物的截留起到了積極作用[12]。2000年以后，從景觀生態學角度探索土地利用景觀格局與水質的關系成為許多學者重點關注問題[13-14]。主要集中分析了景觀構成屬性[15]、景觀格局空間屬性[16]、不同景觀類型的空間尺度下對水質的影響[17-18]。目前研究景觀格局與水質的關系多采用模型與數理統計方法[10]。但是由于研究區的地域差異性、選取的景觀指標及水質參數不同，使得土地利用/景觀格局對水質的影響關系這一論題的結論不一致，甚至在同一區域內，若區域內自然特征、土地利用結構及景觀格局特征有差異，也會導致研究結論產生不確定性。因此，有必要針對存在的問題開展進一步地研究，剖析二者之間的關系。

本文選取的研究對象(三湖流域)呈現出了地域差異性這一特點，三湖流域均分布于云貴高原區，海拔較高，生態系統較為脆弱。三湖同屬斷層陷落淡水湖，湖泊換水周期長，自凈能力不足，湖泊生態平衡狀態極易被打破。三湖雖然自然條件類似、地理位置相近，但是由于各個湖泊流域內人為土地開發強度、經濟發展模式及湖泊內部特征不同，使得3個湖泊水質差異明顯，不同程度地制約了三湖流域的生態環境建設和社會經濟可持續發展。其中，撫仙湖是深水貧營養湖泊，水質較好；星云湖是典型地高原淺水湖泊，由中營養過渡為富營養；杞麓湖與撫仙湖、星云湖距離較近，而水污染較為嚴重，呈中度至重度富營養狀態。基于此，本研究采用Pearson相關分析及冗余分析法分析撫仙湖流域、星云湖流域、杞麓湖流域這3個高原湖濱區不同土地利用變化對水質的影響，探討景觀指數與水質之間是否具有相關性，綜合分析土地利用/景觀格局對水質的影響，為高原湖泊生態系統保護和水環境保護措施的制定提供理論依據。

1 研究區概況

撫仙湖(24°21′—24°38′N，102°49′—102°57′E)、星云湖(24°17′—24°23′N，102°45′—102°48′E)、杞麓湖(24°4′—24°14′N，102°33′—102°52′E)均位于滇中腹地(云南省玉溪市境內)，同屬珠江流域南盤江水系，為滇中經濟區的社會發展、生態環境等方面提供重要的水資源基礎。三湖流域地處亞熱帶季風氣候區，屬于中亞熱帶濕潤高原季風氣候，具有四季溫和，干濕季明顯等特征，5—10月為雨季，且流域內地形錯綜復雜，以山區和壩區為主，呈西北高、東南低地勢。

撫仙湖為珠江源頭湖泊，平均水深95.3 m，流域面積675.48 km2。自1990年至今，玉溪市政府進行撫仙湖流域水污染綜合防治“十五”“十一五”“十二五”規劃，使其水質整體保持在Ⅰ類，但是湖濱區及流域北岸受到工農業及旅游業發展的影響，局部水質為Ⅱ類，由于湖泊換水周期長達167 a，生態系統極易受到破壞。

星云湖是撫仙湖的上游湖泊，通過隔河與撫仙湖相連，其流域面積409.36 km2。星云湖平均水深僅4.73 m，蓄水量2.3億 m3，流域內磷礦資源豐富，磷礦產業較為聚集，是星云湖總磷含量居高不下的主要原因。1994年以前，星云湖整體水質為Ⅲ類，2002—2018年，水質始終處于Ⅴ類甚至劣Ⅴ類的位置，由中營養向富營養狀態轉變。

杞麓湖距離撫仙湖不到100 km，有4條主要入湖河流，無明出流口，為典型的封閉性高原陷落性湖泊。根據文獻[19]，杞麓湖流域是云南省九大高原湖泊人口高度密集，城市化率較高，受環境資源約束較大的地區，流域內以農業面源污染及工業污染為主，導致湖體水質整體污染嚴重，1990—2018年水質呈Ⅳ類—劣Ⅴ類—Ⅴ類的趨勢。

綜上所述，撫仙湖屬于深水貧營養湖泊，湖泊容量大，但是受到流域周邊人類活動的影響，水質較易受污染；星云湖屬于典型的淺水性富營養湖泊，生態系統較為脆弱，當前水質污染嚴重；杞麓湖流域周邊土地開發程度高，加重水質受污染風險。

2 數據來源與研究方法

2.1 數據源

三湖流域土地利用數據來源于中國科學院資源環境科學數據中心(http://www.resdu.cn/lds.aspx)1990年、1995年、2000年、2005年、2010年、2015年、2018年的30 m×30 m精度的全國土地利用遙感監測數據。參照中科院一、二級分類體系，結合研究區實際情況，將研究區分為耕地、林地、草地、湖泊、水庫坑塘、建設用地6種土地利用類型。評價水環境污染程度時，選用多種環境質量參數。本研究結合研究區的實際污染狀況，選取與土地利用數據對應的7個年份的高錳酸鹽、生化需氧量、總磷、總氮4個水質指標的年均值作為水質數據。水質數據主要來源于相關的文獻資料[20-22]、《云南省環境狀況公報》、星云湖“十一五”規劃、杞麓湖流域水污染綜合防治“十一五”規劃。

2.2 研究方法

2.2.1 土地利用及景觀指數計算 基于7期土地利用數據，利用ArcGIS 10.6軟件分析1990—2018年的三湖流域土地利用面積變化及轉移情況，闡明土地利用類型空間變化特征。景觀指數是反映景觀格局的定量指標，可從斑塊、類型、景觀3個類別上反映土地利用空間格局信息[23]。為了分析整體景觀結構，研究從表征景觀破碎度、聚集度、連通性指數、多樣性指數中選取了5個景觀指數反映景觀格局特征(表1)。采用Fragstata 4.2景觀指數分析軟件計算7期土地利用數據的PD，LSI，CONTAG，COHESION，SHDI。

表1 研究所選景觀格局指數

2.2.2 Pearson相關性分析 基于SPSS軟件，采用Pearson相關系數分析土地利用/景觀指數與湖泊水質之間相關性，Pearson相關性分析實質上是研究兩組變量之間的線性相關程度，公式如下:

式中:PXY為總體相關系數;cov(X,Y)為隨機變量X/Y的協方差;var(X)/var(Y)分別代表X和Y的方差。樣本相關系數的計算公式為:

2.2.3 冗余分析 借助Canoco 5軟件進行土地利用/景觀指數與湖泊水質的冗余分析(Redundancy Analysis，RDA)。RDA是一種從統計學角度闡釋一組變量與另一組多變量之間的排序分析方法，該方法起源于生態學，用來揭示物種與環境變量之間的關系，后來被應用于地理學中土地利用覆被與水質等方面。該方法既能揭示各個環境變量(土地利用/景觀指數)對湖泊水質變化的貢獻率，又能以二維排序圖直觀地呈現出環境變量與水質間的關系[24]。因此，以RDA方法分析土地利用/景觀指數與水質間的關系，首先對水質參數進行降趨式對應分析(Detrended Correspondence Analysis，DCA)，若Lengths of gradient第一軸大于4，則選擇CCA分析，介于3～4，則兩種模型均可，若小于3，RDA的效果更佳。結果顯示Lengths of gradient第一軸的結果為0.3，所以選擇冗余分析(RDA)。排序圖中一種箭頭表示水質數據，另一種箭頭表示土地利用/景觀指數，箭頭夾角之間的余弦值代表了二者的相關性，兩者之間夾角的余弦值小于0時，兩者呈正相關，夾角越小，相關性越高；兩者之間夾角余弦值為0時，兩者無相關性；二者之間夾角余弦值大于0時為負相關，夾角越大，相關程度越高。箭頭長度代表了該影響因子所占比重，箭頭越長影響程度越高。

3 結果與分析

3.1 三湖流域土地利用變化

由圖1可知，撫仙湖流域以林地和湖泊為主要土地利用類型，面積占比分別平均達到25.75%，32.53%，變化幅度微弱。建設用地面積持續增加，但占比較小(2.07%～2.78%)，增加了34.81%。星云湖流域耕地、林地面積占比較大，分別為(32.16%～36.25%，30.15%～32.11%)，并且波動式下降，其余土地利用類型占比較小，其中建設用地呈波動式上升趨勢，面積占比增加了1.01%。杞麓湖流域耕地、林地為優勢景觀類型，面積占比最顯著，分別平均達到44.63%，26.52%，而湖泊水面在2000—2018年面積占比變化幅度大，主要由于2010—2015年，受圍湖修壩影響，湖泊水面縮小，湖濱帶出現大面積灘地，2015—2018年為維護水環境，灘地又轉為湖泊水面。總之，1990—2018年，三湖流域的耕地面積波動式減少，建筑用地逐年遞增，剩余土地利用類型變化趨勢幅度小(圖1)。不同土地利用類型由于受人類活動的干擾，相互之間會發生轉移。1990—2018年，三湖流域的土地利用類型轉移以耕地、林地、草地、建設用地為主，根據轉出面積的大小排序依次為耕地>林地>草地>建設用地，其余土地利用類型的轉移幅度較小。三湖流域內耕地基本上轉為林地、草地，這與三湖流域土地利用規劃中退耕還林、還草政策相關；林地大部分轉為耕地、草地；草地多數轉為林地。建設用地的增加量主要來源于耕地的轉入，撫仙湖、星云湖、杞麓湖流域耕地分別向建設用地轉入了5.56，5.39，8.51 km2，表明三湖流域內人類活動增強，城鎮化發展占據了大量的耕地，同時利用林地、草地填補耕地，保護區域生態環境。

圖1 三湖流域土地利用變化

3.2 土地景觀格局演變

景觀指數可反映景觀格局的空間結構，研究區內，1990—2018年總體景觀指數變化如下(圖2)。三湖流域的PD，LSI，SHDI指數均增加，表明研究區受人為干擾影響強烈，景觀破碎化程度加深，異質性增強，不同景觀類型的斑塊朝著不規則多邊形方向發展。撫仙湖與杞麓湖流域CONTAG減小，星云湖流域CONTAG增大；同時3個湖泊流域的COHESION值介于98.8～99.1，表明3個湖泊流域相鄰斑塊間的空間連接性增強，空間連通性好，撫仙湖與杞麓湖流域內不同斑塊類型團聚程度下降，星云湖流域內不同斑塊類型聚集度提升。

圖2 三湖流域景觀指數變化特征

3.3 三湖流域水質特征

撫仙湖、星云湖、杞麓湖水質變化見圖3。根據中華人民共和國《地表水環境質量標準》(GB3838—2002)將地表水域環境功能分為Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類、Ⅳ類、Ⅴ類。當CODMn≤2，4，6，10，15；BOD5≤3，3，4，6，10；TP≤0.01，0.025，0.05，0.1，0.2；TN≤0.2，0.5，1.0，1.5，2.0時，分別對應Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類、Ⅳ類、Ⅴ類。1990—2018年，撫仙湖CODMn，BOD5有顯著增長趨勢，TP與TN的變化不明顯，且4個水質指標均處于Ⅰ類水標準，水質始終保持在Ⅰ類。星云湖CODMn，BOD5，TP，TN總體呈上升趨勢，其中在1990—2010年，濃度持續上升，2015—2018年濃度指數下降，且TP，TN是星云湖的主要污染物，TP在2010—2018年一直穩定在Ⅴ類，水質污染嚴重。杞麓湖BOD5，TP，TN增長趨勢明顯，CODMn波動較大趨勢不明顯。BOD5，TP在2010—2015年分別處于Ⅴ類，Ⅳ類水標準，TN一直處在Ⅴ類水標準。可見，2015年之前三湖水質受污染程度較高，2018年水質均有所改善。

圖3 1990-2018年三湖水質指標變化

3.4 土地利用/景觀格局與水質的關聯分析

3.4.1 土地利用/景觀格局與水質的Pearson相關分析

(1)土地利用變化與水質相關性。由表2可知，撫仙湖流域耕地面積比與水質指標呈負相關，且與CODMn呈極顯著負相關；林地面積比與CODMn，BOD5呈負相關，草地及水庫坑塘與水質呈正相關，林地、草地、水庫坑塘與水質的相關性均不顯著；建設用地面積比與CODMn的相關系數為0.875，顯著性概率p小于0.01，呈極顯著正相關狀態。星云湖流域耕地面積比、水庫坑塘面積比、建設用地面積比與水質均呈正相關；林地、草地面積比均與水質呈負相關，但是相關性均不顯著，只有林地面積比與水質的相關系數較高，相關系數介于-0.684～-0.504。杞麓湖流域耕地面積比與BOD5呈極顯著負相關狀態；林地與草地面積比與水質無顯著相關性；水庫坑塘面積比與建設用地面積比與水體污染物均呈正相關，其中水庫坑塘與CODMn，建設用地與BOD5之間相關性顯著，相關系數分別達到0.820，0.882，顯著性概率分別小于0.01，0.05。

綜上，撫仙湖流域內耕地對CODMn表現出顯著的正效應，建設用地對CODMn具有較明顯的負效應，耕地與建設用地是預測撫仙湖水質變化的重要因子。星云湖流域內林地對凈化水質有重要作用。杞麓湖流域耕地、建設用地分別對BOD5有相當明顯的正效應和負效應，水庫坑塘對CODMn具有相對明顯的負效應，對于CODMn濃度的增長，貢獻較大，耕地、水庫坑塘、建設用地可作為杞麓湖水質變化的重要預測因子。

(2)景觀格局與水質相關性。撫仙湖流域僅有PD，LSI，SHDI與表征湖泊水質下降指標CODMn呈顯著正相關，相關系數分別為0.791，0.773，0.820，其顯著性概率p小于0.05。星云湖流域CONTAG分別與CODMn，TP，TN呈顯著正相關性，相關性系數分別達到0.807，0.788，0.833，而PD，LSI，COHESION，SHDI與水質指標均無顯著相關性。杞麓湖流域PD，LSI與CODMn具有極顯著正相關性，相關性系數分別為0.886，0.890，其與BOD5呈顯著正相關關系，相關性系數分別為0.848，0.797，COHESION與BOD5的相關系數為-0.944，顯示明顯的負相關關系，其顯著性概率小于0.01，CONTAG與SHDI分別與BOD5的相關性系數為-0.808，0.843，兩者間的相關關系均較顯著。綜上，選取的景觀格局指數可有效地預測研究區內水質變化。

3.4.2 土地利用/景觀指數與水質的冗余分析 本研究將三湖流域7期的水質數據分別與土地利用面積比、景觀指數進行冗余分析(RDA)，探索土地利用/景觀格局對水質的影響強度，結果見圖4。

(1)土地利用變化與水質冗余分析。由圖4可知，三湖流域土地利用面積比與水質變化分析的結果與表2中Pearson相關性分析結果一致。撫仙湖、星云湖、杞麓湖流域土地利用面積比第一軸和第二軸分別累積解釋了89.15%，96.37%，88.06%的水質變化。撫仙湖流域耕地、林地均與CODMn，BOD5呈負相關，其中耕地對CODMn的影響程度較大；草地、水庫坑塘與所有水質指標呈正相關；建設用地與CODMn，BOD5呈正相關，且與CODMn相關性程度較高。星云湖流域耕地、水庫坑塘、建設用地面積比與水化學指標呈正相關，其中耕地的箭頭最長，對水質影響較大；林地、草地面積比與湖泊水質指標均呈負相關，林地強烈影響著水質變化。杞麓湖流域耕地與所有水質參數呈負相關關系；水庫坑塘、建設用地與所有水質指標呈正相關，耕地對水質的影響程度較其他土地利用類型高。

表2 土地利用/景觀指數與水質指標相關關系

(2)景觀格局與水質冗余分析。三湖流域景觀指數1軸和2軸分別累積解釋了89.72%，97.05%，88.23%的水質變化。撫仙湖流域PD，LSI，SHDI與CODMn呈極顯著正相關，SHDI對水質影響最大。星云湖流域PD，LSI，CONTAG，SHDI與所有水質指標呈正相關，COHESION與湖泊水質指標均呈負相關，CONTAG對水質影響較大。杞麓湖流域COHESION，CONTAG與所有水質參數呈負相關關系，PD，LSI，SHDI與所有水質指標呈正相關，COHESION對水質的影響程度較其他指數高。

根據表3，得出土地利用類型面積占比與景觀指數對水質的解釋程度。撫仙湖流域建設用地、SHDI對水質有較高的解釋量，分別為61.9%，58.7%。星云湖流域土地利用類型對水質的解釋量較低，CONTAG對水質變化具有最高51.5%的解釋量。杞麓湖流域耕地、建設用地、PD、COHESION的解釋量最高，依次為69.9%，52.3%，59.9%，64%。

4 討 論

4.1 土地利用變化對水質的影響

同一地域條件下，不同土地利用類型由于自身空間布局及不同強度的人類活動干擾也會使得土地利用類型對水質影響效果產生差異。相關研究表明[25-26]，耕地和建設用地對污染物的輸出貢獻較大，兩者作為水體潛在污染物的“源”景觀，對水質具有正效應，由于農業用地施肥等原因，土壤中的污染物隨著地表徑流進入水體，而生活污染物導致建設用地本來就是污染源，加上地表不透水面的增加，為污染物向水體的輸出提供了新的途徑。而林草地是水體污染物的“匯”景觀，能夠較好地截留和消減污染物，凈化水質。

根據本研究結果，撫仙湖、杞麓湖流域耕地與所有水化學指標呈負相關，且與耗氧污染物(CODMn，BOD5)顯著負相關，這與其他研究結果不一致[10]。究其原因，撫仙湖流域內耕地是次要土地用地，且面積在1990—2018年不斷減少，而CODMn，BOD5的變化趨勢與其相反，表明流域內耕地對CODMn，BOD5具有一定的削弱作用。杞麓湖流域內耕地為首要土地利用類型，其中農業旱地經濟作物(烤煙、玉米等)根系部分對氨氮類等化學物質具有吸收作用，使得耕地與所有水質指標負相關。另外，撫仙湖、杞麓湖兩個湖泊流域的林地均與CODMn，BOD5負相關，且與TN中度正相關，主要因為兩湖流域內林地與其他地類相間分布，發揮了污染源“匯”的作用，減少了CODMn，BOD5兩類污染物的入湖量；同時兩湖流域內均呈四周高、中間低的地勢，而落地的枯枝，腐葉含有豐富的有機質，通過地表徑流的方式將營養物帶入湖泊。撫仙湖流域內建設用地主要分布于湖濱區，集中在北部澄江縣，同時澄江縣內磷礦企業較多，造成了流域內建設用地與CODMn顯著正相關。杞麓湖流域內建設用地主要分布于壩區水田周邊，二者共同帶來的面源及生活污染，對湖泊水質造成威脅。杞麓湖流域內水庫坑塘與CODMn顯著正相關，這一結果源于杞麓湖是一淺水性湖泊，水庫坑塘與湖泊水體相連，通過徑流方式攜帶營養鹽入湖，導致湖泊底泥營養物質越積越多，成為湖泊水質潛在的污染源。星云湖流域耕地、水庫坑塘、建設用地與所有水污染指數正相關、林地、草地與所有水質指標負相關，但均無顯著性，只有林地與水質之間的相關系數稍高，其結論與已有研究成果類似[27]。其次星云湖流域內耕地與林地為主要景觀類型，且面積占比相差不大，二者對水質的影響作用互相減弱，其次建設用地擴張緩慢是導致不同土地利用類型與水質指標相關性不顯著的主要原因。

三湖流域在各個湖泊流域內自然環境特征、土地利用類型變化及分布影響下，結合表3土地利用/景觀格局對水質的解釋量，耕地、建設用地是影響撫仙湖、杞麓湖水質的主要土地利用類型。星云湖流域林地對其解釋量稍高。

注：A，B，C，D，E分別代表耕地、林地、草地、水庫坑塘、建設用地。

表3 土地利用/景觀指數對水質的解釋量

4.2 景觀指數變化對水質的影響

不同湖泊流域內，水質不僅受到土地利用類型的影響，更受到不同流域內景觀類型的空間配置及格局的制約。通過建立景觀指數與湖泊水體污染物濃度之間的關系，能夠更好地預測湖泊水質的變化[27]。

本研究顯示，撫仙湖流域中，PD，LSI與CODMn顯著正相關。PD，LSI反映景觀的破碎度和景觀形狀復雜度，斑塊邊界越不規則、景觀破碎化程度越嚴重，湖泊水質越容易被污染，SHDI反映斑塊類型的異質性與多樣性，其與水質的相關關系受到流域內景觀類型的影響。撫仙湖流域內“匯”景觀林地受到人為干擾，斑塊結構整體性下降，使得吸收“源”景觀污染物的能力減弱，隨著SHDI指數的增大，促進了污染物的擴散，導致SHDI與CODMn顯著正相關，且相關系數較高。結合RDA分析，SHDI，LSI對撫仙湖水體的解釋程度較高，因此，SHDI，LSI可作為預測撫仙湖水質變化的關鍵因子。

本文結果表明，星云湖流域CONTAG與CODMn，TP，TN顯著正相關，其余景觀指數與剩余水質參數間的相關性不顯著。這可能與流域內的景觀類型有關系，CONTAG代表不同斑塊類型間的團聚蔓延程度，反映景觀的分離和散布程度。值越大，斑塊間的聚集程度越高。流域內以耕地為主要景觀類型，且多分布于湖泊近岸相對集中，斑塊間連通性好，造成農業污染物通過地表徑流的方式直接入湖，水體污染物濃度增加，湖泊水質下降，與渾太河流域研究相似[17]，但也有研究結果與其相反[28]，若研究區內以林草地等為優勢景觀，則在一定程度上有助于減少湖泊污染。此外結合表3中的不同環境因子對星云湖水體的解釋程度，CONTAG可有效預測星云湖水質的變化。

在本研究中，通過杞麓湖流域景觀—水質相關性分析、RDA分析可知，對杞麓湖水質影響較大的景觀指標為PD，LSI，COHESION。PD，LSI均與CODMn極顯著正相關的同時，仍與BOD5顯著正相關。杞麓湖流域內湖盆壩區是耕地與建設用地的集中區域，耕地面積的減少，建設用地的增長造成斑塊類型重復出現的頻率上升，景觀類型被分割成小的斑塊，意味著流域內破碎度的加大會導致斑塊間物質流動強度大，有利于污染物的遷移輸出。COHESION是衡量斑塊連接度的重要指標，杞麓湖流域COHESION與BOD5呈極顯著負相關，與徐啟渝等[29]在鄱陽湖流域研究的結論相同。表明杞麓湖流域內隨著COHESION值的增大，景觀趨于高聯通方向發展，流域內耕地為優勢斑塊類型，而旱地小麥等作物的根系部分對水質的凈化作用已被其他土地利用類型的零散不規則的斑塊分布引起的污染物的聚集所掩蓋，導致無法有效凈化水質。結合表3中COHESION，LSI，PD對整個湖泊水質具有較高的解釋率可推斷COHESION，LSI，PD可作為杞麓湖流域湖泊水質的有效預測因子[29]。

5 結 論

(1)1990—2018年，三湖流域的土地利用景觀格局變化明顯，耕地減少、建設用地占比上升，是主要變化土地類型；PD，LSI，SHDI均增加，流域景觀格局異質性增強，破碎化程度加深。

(2)三湖流域土地利用類型對水質影響顯著，但不同流域內影響結果存在差異。撫仙湖流域耕地與建設用地是影響水質變化的重要因子，耕地與水質指標負相關，建設用地面積比與CODMn和BOD5呈正相關，表明耕地面積的減少有助于水環境質量提升，而建設用地擴張對于水體污染物濃度的減小起到阻礙作用。星云湖流域內林草地對水質呈現出正面效應，可相對減弱水質受污染風險。杞麓湖流域僅耕地、建設用地與BOD5的相關性極顯著，對水質影響較大。

(3)三湖流域景觀格局變化對各個湖泊水質的影響效果也存在差異。撫仙湖流域中SHDI，LSI與CODMn表現出顯著正相關，且對湖泊水體的解釋量較高，可有效預測湖泊水質的變化。星云湖流域僅CONTAG與水質呈現較好的相關性，是引起湖泊水質變化的重要因素。杞麓湖流域景觀破碎度越高，斑塊間連通性較好，湖泊水質受污染程度越高；PD和LSI與CODMn極顯著正相關，對水質污染物濃度的減小起到負效應；另COHESION，PD，LSI這3個因子均對湖泊水質具有較高的解釋量，可以在景觀尺度上預測杞麓湖未來水質的變化。